Sensore di ossigeno per automobili.
Il sensore di ossigeno dell'automobile è il sensore di feedback chiave nel sistema di controllo del motore EFI ed è la parte fondamentale per controllare le emissioni di scarico dell'automobile, ridurre l'inquinamento ambientale dell'automobile e migliorare la qualità della combustione del carburante del motore dell'automobile.
Esistono due tipi di sensori di ossigeno, zirconio e biossido di titanio.
Il sensore di ossigeno è l'uso di elementi sensibili in ceramica per misurare il potenziale di ossigeno in vari forni di riscaldamento o tubi di scarico, calcolare la corrispondente concentrazione di ossigeno secondo il principio dell'equilibrio chimico, per monitorare e controllare il rapporto aria-carburante di combustione nel forno, per garantire qualità del prodotto e standard di emissione di gas di scarico degli elementi di misurazione, ampiamente utilizzati in tutti i tipi di combustione del carbone, combustione dell'olio, combustione del gas e altri controlli dell'atmosfera del forno.
Il sensore di ossigeno viene utilizzato per controllare elettronicamente il sistema di controllo del feedback del dispositivo di iniezione del carburante per rilevare la concentrazione di ossigeno nel gas di scarico e la densità del rapporto aria-carburante, per monitorare la combustione del rapporto teorico aria-carburante (14,7:1). nel motore e per inviare segnali di feedback al computer.
Principio di funzionamento
Il sensore di ossigeno funziona in modo simile a una batteria, con l'elemento zirconio nel sensore che agisce come un elettrolita. Il principio di funzionamento di base è: in determinate condizioni (alta temperatura e catalisi al platino), la differenza di concentrazione di ossigeno tra l'interno e l'esterno dell'ossido Hao viene utilizzata per generare una differenza di potenziale e maggiore è la differenza di concentrazione, maggiore è la differenza di potenziale . Il contenuto di ossigeno nell'atmosfera è del 21%, il gas di scarico dopo la combustione concentrata in realtà non contiene ossigeno, e il gas di scarico generato dopo la combustione della miscela diluita o il gas di scarico generato dalla mancanza di fuoco contiene più ossigeno, ma è ancora molto inferiore all'ossigeno nell'atmosfera.
Sotto la catalisi ad alta temperatura e platino, l'ossigeno collegato al sensore di ossigeno viene consumato, quindi viene generata una differenza di tensione, la tensione di uscita della miscela concentrata è vicina a 1 V e la miscela diluita è vicina a 0 V. In base al segnale di tensione del sensore di ossigeno, il rapporto aria-carburante viene controllato per regolare l'ampiezza dell'impulso di iniezione del carburante, quindi il controllo elettronico del sensore di ossigeno è il sensore chiave per il dosaggio del carburante. Il sensore dell'ossigeno può essere completamente caratterizzato solo ad alte temperature (l'estremità raggiunge più di 300 ° C) e può emettere tensione. Risponde più rapidamente ai cambiamenti nella miscela a circa 800 ° C.
Suggerimenti
Il sensore di ossigeno al biossido di zirconio riflette la variazione della concentrazione della miscela combustibile attraverso la variazione di tensione, mentre il sensore di ossigeno al biossido di titanio riflette la variazione della miscela combustibile attraverso la variazione di resistenza. Il sistema di controllo elettronico che utilizza il sensore di ossigeno allo zirconio non è in grado di controllare il rapporto effettivo aria-carburante vicino al rapporto teorico aria-carburante quando le condizioni di funzionamento del motore si deteriorano, mentre il sensore di ossigeno al biossido di titanio può anche controllare il rapporto effettivo aria-carburante vicino al teorico rapporto aria-carburante quando le condizioni di funzionamento del motore peggiorano.
Il volume di iniezione (ampiezza dell'impulso di iniezione) regolato dall'unità di controllo in un breve periodo di tempo in base al segnale del sensore di ossigeno è chiamato correzione del carburante a breve termine, che è controllata dalla tensione di uscita del sensore di ossigeno.
La correzione del carburante a lungo termine è il valore determinato dalla modifica da parte della centralina della struttura dei dati di funzionamento della centralina in base alla modifica del coefficiente di correzione del carburante a breve termine.
Colpa comune
Una volta che il sensore dell'ossigeno si guasta, il computer del sistema di iniezione elettronica del carburante non può ottenere informazioni sulla concentrazione di ossigeno nel tubo di scarico, quindi non può controllare in feedback il rapporto aria-carburante, il che aumenterà il consumo di carburante del motore e l'inquinamento dello scarico, e il motore apparirà con un regime minimo instabile, assenza di incendi, sovratensioni e altri fenomeni di guasto. Pertanto, il guasto deve essere rimosso o sostituito tempestivamente [1].
Colpa dell'avvelenamento
L'avvelenamento del sensore di ossigeno è un guasto frequente e difficile da prevenire, soprattutto l'uso frequente di auto a benzina con piombo, anche il nuovo sensore di ossigeno, può funzionare solo per poche migliaia di chilometri. Se si tratta solo di un lieve avvelenamento da piombo, l'utilizzo di un serbatoio di benzina senza piombo può eliminare il piombo sulla superficie del sensore di ossigeno e riportarlo al normale funzionamento. Tuttavia, spesso a causa dell'elevata temperatura dei gas di scarico, il piombo penetra al suo interno, ostacolando la diffusione degli ioni di ossigeno e rendendo inefficace il sensore di ossigeno, che può solo essere sostituito.
Inoltre, anche l'avvelenamento da silicio dei sensori di ossigeno è un evento comune. In generale, la silice generata dopo la combustione dei composti di silicio contenuti nella benzina e nell'olio lubrificante e il gas siliconico emesso dall'uso improprio delle guarnizioni di tenuta in gomma siliconica causeranno il guasto del sensore di ossigeno, pertanto è necessario utilizzare carburante e olio lubrificante di buona qualità .
Durante la riparazione è necessario selezionare e installare correttamente le guarnizioni in gomma, non applicare solventi e agenti antiaderenti diversi da quelli specificati dal produttore sul sensore, ecc. A causa della scarsa combustione del motore, si formano depositi carboniosi sulla superficie del sensore. il sensore di ossigeno, oppure olio, polvere e altri sedimenti sono entrati all'interno del sensore di ossigeno, il che ostacolerà o bloccherà l'aria esterna all'interno del sensore di ossigeno, in modo che il segnale di uscita del sensore di ossigeno sia fuori allineamento. L'ECU non può correggere in tempo il rapporto aria-carburante. La produzione di depositi carboniosi si manifesta principalmente con un aumento del consumo di carburante e un aumento significativo della concentrazione delle emissioni. A questo punto, se il sedimento viene rimosso, tornerà al normale funzionamento.
Rottura della ceramica
La ceramica del sensore di ossigeno è dura e fragile e colpirla con oggetti duri o soffiare con un forte flusso d'aria potrebbe sbriciolarla e danneggiarla. Pertanto è necessario prestare particolare attenzione quando si affrontano i problemi e sostituirli in tempo.
Il filo del blocco è bruciato
Il filo della resistenza del riscaldatore è bruciato. Per il sensore di ossigeno riscaldato, se il filo della resistenza del riscaldatore è bruciato, è difficile che il sensore raggiunga la normale temperatura di esercizio e perda la sua funzione.
Disconnessione della linea
Il circuito interno del sensore di ossigeno è scollegato.
Metodo di ispezione
Controllo della resistenza del riscaldatore
Rimuovere la spina del cablaggio del sensore dell'ossigeno e utilizzare un multimetro per misurare la resistenza tra il polo del riscaldatore e il polo di ferro nel terminale del sensore dell'ossigeno. Il valore della resistenza è 4-40Ω (fare riferimento alle istruzioni del modello specifico). Se non soddisfa lo standard, sostituire il sensore dell'ossigeno.
Misura della tensione di retroazione
Quando si misura la tensione di feedback del sensore di ossigeno, la spina del cablaggio del sensore di ossigeno deve essere scollegata e un filo sottile deve essere tirato dal terminale di uscita della tensione di feedback del sensore di ossigeno secondo lo schema elettrico del modello e quindi collegato alla spina del cablaggio. La tensione di feedback può essere misurata dalla linea di alimentazione durante il funzionamento del motore (alcuni modelli possono anche misurare la tensione di feedback del sensore di ossigeno dalla presa di rilevamento guasti). Ad esempio, una serie di automobili prodotte dalla Toyota Motor Company può misurare la tensione di feedback del sensore di ossigeno direttamente dai terminali OX1 o OX2 nella presa di rilevamento guasti).
Quando si misura la tensione di retroazione del sensore di ossigeno, è meglio utilizzare un multimetro a puntatore con portata bassa (solitamente 2 V) e alta impedenza (resistenza interna maggiore di 10 MΩ). I metodi di rilevamento specifici sono i seguenti:
1. Portare il motore alla normale temperatura di esercizio (o farlo funzionare a 2500 giri/min dopo l'avvio per 2 minuti);
2. Collegare la penna negativa dell'arresto di tensione del multimetro a E1 o all'elettrodo negativo della batteria nella presa di rilevamento guasti e la penna positiva alla presa OX1 o OX2 nella presa di rilevamento guasti o al numero | sulla spina del cablaggio del sensore di ossigeno.
3, lasciare che il motore continui a funzionare a una velocità di circa 2500 giri/min e controllare se la lancetta del voltmetro può oscillare avanti e indietro tra 0-1 V e registrare il numero di oscillazioni della lancetta del voltmetro entro 10 secondi. In circostanze normali, con l'avanzamento del controllo del feedback, la tensione di feedback del sensore di ossigeno cambierà costantemente al di sopra e al di sotto di 0,45 V e la tensione di feedback dovrebbe cambiare non meno di 8 volte in 10 secondi.
Se è inferiore a 8 volte, significa che il sensore di ossigeno o il sistema di controllo del feedback non funziona correttamente, il che potrebbe essere causato dall'accumulo di carbonio sulla superficie del sensore di ossigeno, che ne riduce la sensibilità. A tal fine, il motore dovrebbe funzionare a 2500 giri/min per circa 2 minuti per rimuovere i depositi carboniosi sulla superficie del sensore di ossigeno, quindi controllare la tensione di retroazione. Se l'indicatore del voltmetro continua a cambiare lentamente dopo che il carbone è stato rimosso, indica che il sensore dell'ossigeno è danneggiato o che il circuito di controllo del feedback del computer è difettoso.
4, ispezione del colore dell'aspetto del sensore di ossigeno
Rimuovere il sensore dell'ossigeno dal tubo di scarico e controllare se il foro di sfiato sull'alloggiamento del sensore è ostruito e il nucleo in ceramica è danneggiato. Se danneggiato, sostituire il sensore dell'ossigeno.
I guasti possono essere rilevati anche osservando il colore della parte superiore del sensore di ossigeno:
1, parte superiore grigio chiaro: questo è il colore normale del sensore di ossigeno;
2, parte superiore bianca: a causa dell'inquinamento da silicio, il sensore dell'ossigeno deve essere sostituito in questo momento;
3, parte superiore marrone (come mostrato in Figura 1): causato dall'inquinamento da piombo, se grave, è necessario sostituire anche il sensore dell'ossigeno;
(4) Parte superiore nera: causata dalla deposizione di carbonio, dopo aver eliminato il guasto di deposizione di carbonio del motore, la deposizione di carbonio sul sensore di ossigeno può generalmente essere rimossa automaticamente.
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